EP2356365A1 - Verschlussvorrichtung - Google Patents

Verschlussvorrichtung

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EP2356365A1
EP2356365A1 EP09744681A EP09744681A EP2356365A1 EP 2356365 A1 EP2356365 A1 EP 2356365A1 EP 09744681 A EP09744681 A EP 09744681A EP 09744681 A EP09744681 A EP 09744681A EP 2356365 A1 EP2356365 A1 EP 2356365A1
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EP
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receiving bore
caulking
bore
closure body
housing
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Christoph Voss
Ulrich Zutt
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Continental Teves AG and Co OHG
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Continental Teves AG and Co OHG
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    • Y10T29/49934—Inward deformation of aperture or hollow body wall by axially applying force

Definitions

  • the invention relates to a closure device, in particular for closing pressure-carrying channels in a housing, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for fastening a closure body in a housing according to the preamble of claim 11.
  • a closure device which consists of a pressed into the receiving bore of a housing closing body.
  • the closing body assumes the function of a caulking, so that it must be made extremely precise in terms of its surface contour and on the one hand to transfer the effective on the housing high pressing force and on the other hand to ensure the desired tightness of the closing body after completion of the caulking in the receiving bore.
  • FIG. 2 shows the closure device according to FIG. 1 before the plastic deformation of the housing material in the direction of the closure body with a self-centering caulking die arranged on a centering cone surface of the housing
  • FIG 3 shows a longitudinal section through a preferred embodiment of the closure body as a valve sleeve for receiving components of an electromagnetic valve drive.
  • Fig. 1 shows an enlarged scale in longitudinal section a partial view of a closure device for closing cavities, in particular pressure-carrying channels in a housing 14, consisting of a rotationally symmetrical closure body 6 which is fixed in a receiving bore 1 of the block-shaped housing 14.
  • a caulking 2 which fixes the closure body 6 in the housing 14 insoluble due to the plastic displacement of housing material.
  • the receiving bore 1 between the Verstemmstelle 2 and a Zentrierkegel Chemistry 3 a transition region in the form of a bore stage 4, which is significantly deepened by the plastic displacement of the housing material in the receiving bore 1 relative to the original state of the housing 14 shown in Figure 2.
  • the centering cone surface 3 adjoins as a funnel-shaped chamfer directly to an outer edge 5 of the receiving bore 1 and is to form the Verstemmstelle 2 by a Verstemmstkov 9 in sections in the direction of the bore stage 4 plastically mit- deformed.
  • the closure body 6 For receiving a Verstemmkraft generated by the Verstemmstempel 9 on a transverse to the receiving bore 1 reaction surface of the closure body 6 is supported accordingly in the receiving bore 1, for which at an axial distance to the first hole stage 4, a further hole stage 7 is provided in the receiving bore 1, so that the Receiving bore 1 with increasing depth has a decreasing diameter.
  • the closure body 6 has for support and fixation in the receiving bore 1 a collar 8, which is between the further bore stage 7 and the caulking 2 positively and / or non-positively enclosed by the displaced housing material.
  • the caulking 2 is thus formed as a bead on the collar 8 of the closure body 6, which is formed due to the plastic displacement of the housing material on the closure body 6 following the first hole stage 4 in the receiving bore 1.
  • the bead is through the contour of the sleeve-shaped caulking 9th formed, which allows the displacement of the receiving bore 1 limiting housing material in the direction of the collar 8.
  • FIG. 2 shows, analogously to FIG. 1, a partial view of the closure device in longitudinal section with the closure body 6 inserted in the receiving bore 1 prior to the caulking of the housing material in the direction of the collar 8, initially at the bottom to the first bore step 4 in the receiving bore 1 trained further Bohrungsease 7 loosely applied before for forming the Verstemmstelle 2 known from Figure 1 the located between the Zentrierkegel Chemistry 3 and the further hole stage 7 housing material through the sleeve-shaped Verstemmstem- pel 9 plastically towards the collar 8 and in between the closure body 6 and the housing 14 defined annular space of the receiving bore 1 is displaced.
  • the caulking punch 9 designed as a flat punch is first placed on the centering conical surface with the cutting edge 13, so that the eccentric feed of the caulking plunger 9 causes the cutting edge 13 to self-center on the centering cone surface 3 before being pressed into the receiving bore 1.
  • the Zentrierkegel composition 3 is partially mitformed in sections in the receiving bore 1 until the sleeve-shaped Verstemmstempel 9 with his Ring surface over the entire surface of the annular surface of the first hole stage 4 impinges and according to the full-surface bearing surface of the caulking 9 in the transition region between the two bore stages 4, 7 located housing material further displaced in the direction of the collar 8 plastically.
  • the force required for the caulking tool can be reduced, so that the risk of impermissible deformation of the housing material in adjacent regions of the housing 14 is advantageously avoided.
  • FIG. 3 shows in a longitudinal section a preferred embodiment of the closure body 6 as a valve sleeve for receiving components of an electromagnetic valve drive.
  • the two-part closure body 6 in its lower part transversely and longitudinally extending inlet and outlet openings 10, 11, which are preferably produced by stamping or stamping.
  • the lower part of the closure body 6 is made particularly cost-effective in the present embodiment by deep-drawing of thin sheet and the upper part by cold striking or extrusion from a steel blank.
  • FIG. 3 shows the caulking plunger 9 already shown in sections in FIG. 2 above the valve sleeve before caulking.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung, insbesondere zum Verschließen von druckmittelführenden Kanälen in einem Ventilaufnahmekörper, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Verschlusskörper (6), der in einer Aufnahmebohrung (1) eines Gehäuses (14) befestigt ist, mit einer am Umfang des Verschlusskörpers (6) vorgesehenen Verstemmstelle (2), die infolge der plastischen Verdrängung von Gehäusewerkstoff den Verschlusskörper (6) im Gehäuse (14) unlösbar fixiert. Zwischen der Verstemmstelle (2) und einer Zentrierkegelfläche (3) weist die Aufnahmebohrung (1) einen Übergangsbereich in Form einer Bohrungsstufe (4) auf, die durch die plastische Verdrängung des Gehäusewerkstoffs in Form eines den Verschlusskörper (3) umschließenden Wulstes in die Aufnahmebohrung (1) vertieft ist.

Description

Verschlussvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung, insbesondere zum Verschließen von druckmittelführenden Kanälen in einem Gehäuse, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung befasst sich darüber hinaus mit einem Verfahren zur Befestigung eines Verschlusskörpers in einem Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Aus der DE 44 39 059 Al ist bereits eine Verschlussvorrichtung bekannt geworden, die aus einem in die Aufnahmebohrung eines Gehäuses eingepressten Schließkörper besteht. Der Schließkörper übernimmt die Funktion eines Verstemmstempels, so dass er entsprechend massiv und hinsichtlich seiner Oberflächenkontur äußerst präzise hergestellt werden muss, um einerseits die auf das Gehäuse wirksame hohe Einpresskraft zu übertragen und andererseits die gewünschte Dichtheit des Schließkörpers nach Beendigung der Verstemmoperation in der Aufnahmebohrung sicherzustellen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass vorgenannte Nachteile vermieden werden, um mittels einer vergleichsweise einfachen und dennoch sicheren, flüssigkeitsdichten Verstemmoperation unter möglicht geringem Kraftaufwand einen möglichst einfach aufgebauten Verschlusskörper in der Aufnahmebohrung eines Gehäuses be- festigen zu können.
Diese Aufgabe wird für eine Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 11 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Folgenden aus der Beschreibung mehrerer Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 eine fertig verstemmte Verschlussvorrichtung in einer Teilansicht mit den erfindungswesentlichen Merkmalen,
Fig.2 die Verschlussvorrichtung nach Figur 1 vor der plastischen Verformung des Gehäusewerkstoffs in Richtung auf den Verschlusskörper mit einem auf einer Zentrierkegelfläche des Gehäuses selbstzentrierend angeordneten Verstemmstempel,
Figur 3 einen Längschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Verschlusskörpers als Ventilhülse zur Aufnahme von Bauteilen eines elektromagnetischen Ventiltriebs.
Die Fig. 1 zeigt in vergrößertem Maßstab im Längsschnitt eine Teilansicht einer Verschlussvorrichtung zum Verschließen von Hohlräumen, insbesondere druckmittelführenden Kanälen in einem Gehäuse 14, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Verschlusskörper 6, der in einer Aufnahmebohrung 1 des blockförmigen Gehäuses 14 befestigt ist. Am Umfang des Verschlusskörpers 6 ist zu dessen Befestigung und Abdichtung im Gehäuse 14 eine Verstemmstelle 2 vorgesehenen, die infolge der plastischen Verdrängung von Gehäusewerkstoff den Verschlusskörper 6 im Gehäuse 14 unlösbar fixiert. Zur Fixierung weist die Aufnahmebohrung 1 zwischen der Verstemmstelle 2 und einer Zentrierkegelfläche 3 einen Übergangsbereich in Form einer Bohrungsstufe 4 auf, die durch die plastische Verdrängung des Gehäusewerkstoffs in die Aufnahmebohrung 1 gegenüber dem in Figur 2 gezeigten Ursprungszustand des Gehäuses 14 deutlich vertieft ist. Die Zentrierkegelfläche 3 grenzt als trichterförmige Anphasung unmittelbar an eine Außenkante 5 der Aufnahmebohrung 1 an und ist zur Ausbildung der Verstemmstelle 2 durch einen Verstemmstempel 9 abschnittweise in Richtung der Bohrungsstufe 4 plastisch mit- verformt .
Zur Aufnahme einer durch den Verstemmstempel 9 erzeugten Verstemmkraft an einer quer zur Aufnahmebohrung 1 verlaufenden Reaktionsfläche ist der Verschlusskörper 6 in der Aufnahmebohrung 1 entsprechend abgestützt, wozu in einem axialen Abstand zur ersten Bohrungsstufe 4 eine weitere Bohrungsstufe 7 in der Aufnahmebohrung 1 vorgesehen ist, sodass die Aufnahmebohrung 1 mit zunehmender Tiefe einen abnehmenden Durchmesser aufweist. Der Verschlusskörper 6 weist zur Abstützung und Fixierung in der Aufnahmebohrung 1 einen Bund 8 auf, der zwischen der weiteren Bohrungsstufe 7 und der Verstemmstelle 2 form- und/oder kraftschlüssig vom verdrängten Gehäusewerkstoff umschlossen ist.
Die Verstemmstelle 2 ist somit als ein am Bund 8 des Verschlusskörpers 6 umlaufender Wulst ausgebildet, der infolge der plastischen Verdrängung des Gehäusewerkstoffs auf den Verschlusskörper 6 im Anschluss an die erste Bohrungsstufe 4 in der Aufnahmebohrung 1 ausgebildet ist. Dabei ist der Wulst durch die Kontur des hülsenförmigen Verstemmstempels 9 ausgebildet, der die Verdrängung des die Aufnahmebohrung 1 begrenzende Gehäusewerkstoff in Richtung auf den Bund 8 ermöglicht .
Die Figur 2 zeigt analog zu Figur 1 in vergrößertem Maßstab eine Teilansicht der Verschlussvorrichtung im Längsschnitt mit dem in der Aufnahmebohrung 1 eingesetzten Verschlusskörper 6 vor der Verstemmung des Gehäusewerkstoffs in Richtung auf den Bund 8, der zunächst an der unterhalb zur ersten Bohrungsstufe 4 in der Aufnahmebohrung 1 ausgebildeten weiteren Bohrungsstufe 7 lose anliegt, bevor zur Ausbildung der aus Figur 1 bekannten Verstemmstelle 2 der zwischen der Zentrierkegelfläche 3 und der weiteren Bohrungsstufe 7 gelegene Gehäusewerkstoff durch den hülsenförmigen Verstemmstem- pel 9 plastisch in Richtung auf den Bund 8 sowie in den zwischen dem Verschlusskörper 6 und dem Gehäuse 14 definierten Ringraum der Aufnahmebohrung 1 verdrängt wird.
Hierzu wird oberhalb der ersten Bohrungsstufe 4 der als Flachstempel ausgebildete Verstemmstempel 9 zunächst mit der Schneidkante 13 auf die Zentrierkegelfläche aufgesetzt, so- dass bei exzentrischer Zuführung des Verstemmstempels 9 die Schneidkante 13 vor dem Einpressen in die Aufnahmebohrung 1 zunächst auf der Zentrierkegelfläche 3 selbstzentrierend gleitet. Nach der konzentrischen Ausrichtung auf der Zentrierkegelfläche 3 erfolgt durch Kraftsteigerung das Eindringen der am Außenumfang des Verstemmstempels 9 ausgebildeten Schneidkante 13 in den Gehäusewerkstoff und das Verdrängen des Gehäusewerkstoffs in Richtung auf den am Umfang des Verschlusskörpers 3 vorgesehenen Bund 8, mit der Besonderheit, dass infolge der Schneidwirkung der Schneidkante 13 in der Zentrierkegelfläche 3 zunächst die Zentrierkegelfläche 3 abschnittsweise in die Aufnahmebohrung 1 plastisch mitverformt wird, bis der hülsenförmige Verstemmstempel 9 mit seiner Ringfläche vollflächig auf der Ringfläche der ersten Bohrungsstufe 4 auftrifft und entsprechend der vollflächigen Auflagefläche des Verstemmstempels 9 den im Übergangsbereich zwischen beiden Bohrungsstufen 4, 7 befindliche Gehäusewerkstoff weiter in Richtung auf den Bund 8 plastisch verdrängt.
Die stetige Vorschubbewegung des Verstemmstempels 9 in Richtung der Aufnahmebohrung 1 wird beim Erreichen der Endposition des Verstemmstempels 9 in der Aufnahmebohrung 1 beendet, wozu entsprechend der Darstellung nach Figur 3 am Ver- stemmstempel 9 ein Endanschlag 12 vorgesehen ist, der beim Erreichen der Endposition des Verstemmstempels 9 an der Zentrierkegelfläche 3 anliegt.
Durch die selbsttätige konzentrische Ausrichtung des Verstemmstempels 9 und dem sich anschließenden Schneidprozess lässt sich der Kraftaufwand für das Verstemmwerkzeug reduzieren, sodass auch die Gefahr der unzulässigen Verformung des Gehäusewerkstoffs in angrenzende Bereiche des Gehäuses 14 vorteilhaft vermieden wird.
Die Figur 3 zeigt in einem Längsschnitt eine bevorzugte Ausführungsform des Verschlusskörpers 6 als Ventilhülse zur Aufnahme von Bauteilen eines elektromagnetischen Ventiltriebs. Hierzu weist der zweiteilige Verschlusskörper 6 in seinem Unterteil quer und längs verlaufenden Einlass- und Auslassöffnungen 10, 11 auf, die vorzugsweise durch Stanzen oder Prägen hergestellt sind. Das Unterteil des Verschlusskörpers 6 ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel besonders kostengünstig durch Tiefziehen von Dünnblech und das Oberteil durch Kaltschlagen oder Fließpressen aus einem Stahlrohling hergestellt. Ferner zeigt die Figur 3 den bereits in Figur 2 abschnittsweise dargestellten Verstemmstempel 9 o- berhalb zur Ventilhülse vor dem Verstemmen. In einem Axial- abstand zur Schneidkante 13 ist am Umfang des Verstemmstem- pels 9 eine nach oben kegelförmig erweiterte Fläche ausgebildet, welche den Endanschlag 12 darstellt, der nach dem Abschluss des kontinuierlichen Einpressvorgangs mit dem Erreichen der Endposition des Verstemmstempels 9 in der Aufnahmebohrung 1 an der Zentrierkegelfläche 3 anliegt.
Bezugszeichenliste
1 Aufnahmebohrung
2 Verstemmstelle
3 Zentrierkegelfläche
4 Bohrungsstufe
5 Außenkante
6 Verschlusskörper
7 Bohrungsstufe
8 Bund
9 VerStemmstempel
10 Einlassöffnung
11 Auslassöffnung
12 Endanschlag
13 Schneidkante
14 Gehäuse

Claims

Patentansprüche
1. Verschlussvorrichtung, insbesondere zum Verschließen von druckmittelführenden Kanälen in einem Gehäuse, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Verschlusskörper, der in einer Aufnahmebohrung des Gehäuses befestigt ist, mit einer am Umfang des Verschlusskörpers vorgesehenen Verstemmstelle, die infolge der plastischen Verdrängung von Gehäusewerkstoff den Verschlusskörper im Gehäuse unlösbar fixiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebohrung (1) zwischen der Verstemmstelle (2) und einer Zentrierkegelfläche (3) einen Übergangsbereich in Form einer Bohrungsstufe (4) aufweist, die durch die plastische Verdrängung des Gehäusewerkstoffs in die Aufnahmebohrung (1) vertieft ist .
2. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierkegelfläche (3) zur Ausbildung der Verstemmstelle (2) abschnittweise in Richtung der Bohrungsstufe (4) plastisch mitverformt ist.
3. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierkegelfläche (3) als trichterförmige Anphasung unmittelbar an einer Außenkante (5) der Aufnahmebohrung (1) ausgeführt ist.
4. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (6) zur Aufnahme einer Verstemmkraft an einer quer zur Aufnahmebohrung
(1) verlaufenden Reaktionsfläche abgestützt ist, die in einem axialen Abstand zur ersten Bohrungsstufe (4) durch eine weitere Bohrungsstufe (7) in der Aufnahmebohrung (1) gebildet ist.
5. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (6) einen Bund (8) aufweist, der zwischen der weiteren Bohrungsstufe (7) und der Verstemmstelle (2) form- und/oder kraftschlüssig gehalten ist.
6. Verschlussvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstemmstelle (2) als ein an einem Bund (8) des Verschlusskörpers (6) umlaufender Wulst ausgebildet ist, der infolge der plastischen Verdrängung des Gehäusewerkstoffs auf den Verschlusskörper (6) im Anschluss an die erste Bohrungsstufe (4) in der Aufnahmebohrung (1) ausgebildet ist .
7. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wulst durch die Kontur eines hülsen- förmigen Verstemmstempels (9) herausgebildet ist.
8. Verschlussvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (6) als Ventilhülse zur Aufnahme von Bauteilen eines elektromagnetischen Ventiltriebs ausgebildet ist.
9. Verschlussvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (6) mit quer und längs verlaufenden Einlass- und Auslassöffnungen (10, 11) versehen ist, die vorzugsweise durch Stanzen oder Prägen hergestellt sind.
10. Verschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (6) durch Tiefziehen von Dünnblech und/oder durch Kaltschlagen oder Fließpressen aus einem Stahl- rohling hergestellt ist.
11. Verfahren zur Befestigung eines Verschlusskörpers in einem Gehäuse, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Verschlusskörper, der in einer Aufnahmebohrung eines Gehäuses eingesetzt wird, mit einem am Umfang des Verschlusskörpers vorgesehenen Bund, der an einer Bohrungsstufe der Aufnahmebohrung anliegt, gekennzeichnet durch nachfolgende Verfahrensschritte:
- Aufsetzen eines Verstemmstempels (9) auf eine Zentrierkegelfläche (3) an einer Außenkante der Aufnahmebohrung (1) ,
- Selbstzentrieren des Verstemmstempels (9) auf der Zentrierkegelfläche (3) zur konzentrischen Ausrichtung des Verstemmstempels (9) in Richtung der Aufnahmebohrung (1)
- Eindringen des Verstemmstempels (9) in den Gehäusewerkstoff und Verdrängen des Gehäusewerkstoffs in Richtung auf den am Umfang des Verschlusskörpers (3) vorgesehenen Bund (8),
Beenden der Vorschubbewegung des Verstemmstempels (9) in Richtung der Aufnahmebohrung (1) entweder beim Erreichen einer definierten Verstemmkraft oder einer baulich begrenzten Endposition des Verstemmstempels (9) in der Aufnahmebohrung (1).
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Verstemmstempel (9) ein Endanschlag (12) vorgesehen ist, der beim Erreichen der Endposition des Verstemmstempels (9) an der Zentrierkegelfläche (3) anliegt .
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Verschlusskörpers (6) in der Aufnahmebohrung (1) mittels des Verstemmstempels (9) in einem kontinuierlichen Einpressvorgang erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstemmstempel (9) als hülsenförmiger Flachstempel mit einer Schneidkante (13) ausgeführt ist, die vor dem Einpressen in die Aufnahmebohrung (1) auf der Zentrierkegelfläche (3) selbstzentrierend gleitet.
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